مقالات صنايع دريايي

استفاده از روش شناورهاي باريك با استفاده از تئوري توسعه يافته معادله انتگرال ميشل به عنوان يكي از ابزار محاسبه مقاومت موج سازي شناورها مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به اينكه تا كنون رابطه مشخصي براي محاسبه مقاوت موج سازي شناورها وجود ندارد استفاده از روش حاضر بسيار مفيد مي باشد. اگر چه استفاده از اين روش براي شناورهاي با بدنه متداول چندان رايج نيست ولي يراي محاسبه مقاومت موج سازي شناورهاي SWATH يكي از گزينه هاي خوب به شمار مي رود. برنامه كامپيوتري محاسبه مقاومت SWATH داراي اين مزيت است كه جدول آفست شناور به عنوان ورودي اصلي آن در نظر گرفته شده است و نتايج آن با نتايج تجربي مقايسه گر ديده است.

در اين مقاله با استفاده از روابط محاسباتي هيدروآئروديناميكي، نيروهاي درگ و ليفت كه برخلاف نيروي درگ نيروي مفيدي براي حركت شناور بخصوص در حالت پروازي كامل است، در سرعت ها و ارتفاع هاي مختلف از سطح آب براي شناور WIG مورد محاسبه قرار مي گيرد. در واقع طي 4 مرحله و با استفاده از 4 روش مجزا، از لحظه شروع به حركت تا پروازي كامل نيروهاي ليفت و درگ مورد محاسبه قرار مي گيرد. جهت انجام محاسبات، يك برنامه كامپيوتري تهيه شده كه با دريافت ابعاد، سرعت شناور و در صورت نياز زاويه حمله و ارتفاع پروازي، نيروهاي ليفت و درگ را محاسبه مينمايد.

تزريق حباب هايي با اندازه كوچك در سطح تماس مايع با جامد، يكي از روش هاي مهم كاهش درگ اصطكاكي است. تحقيقات وسيعي در حوزه عملي و نظري در خصوص توليد حباب، چگونگي تزريق، شناخت مكانيزم عملكرد، عوامل موثر همچنين نحوه استفاده بهينه، به ويژه در كاربردهاي دريايي انجام شده است. امروزه اين زمينه تحقيقاتي كه در كاهش سوخت، افزايش سرعت متحرك و پاكيزگي محيط زيست موثر است، رو به گسترش مي باشد. اين مقاله به معرفي و شناخت اين پديده پيچيده اختصاص يافته، تحقيقات مختلف و نظريه هاي مطرح، به صورت دسته بندي شده جمع بندي تدوين و ارايه شده است.

بررسي حركات شناورها يكي از مهمترين موضوعات در چرخه طراحي و ساخت كشتي است كه هر ساله فعاليت هاي گسترده اي در سراسر دنيا در اين زمينه صورت مي گيرد. در مقاله حاضر حركات مدل يك بارج در امواج با انجام آزمايش هايي در فلوم موجساز مورد بررسي قرار خواهد گرفت. در اين راستا با استفاده از سنسور حركات كه بر روي مدل نصب شده است، حركات ثبت شده و سپس در حوزه زماني و فركانسي مورد تحليل قرار خواهند گرفت. حركات بي بعد شناور به صورت نمودار RAO استخراج گرديده و مقايسه اي ميان نتايج تحليل حركات، توسط نرم افزار Sea-keeper و نتايج حاصل از تست در فلوم موجساز صورت پذيرفت. با توجه به قابليتهاي موجساز ساخته شده امكان ايجاد موج هاي نامنظم نيز وجود داشته و مي توان حركات شناور در حالت امواج نامنظم از روبرو را نيز بررسي نمود.

برخورد پديده اي ديناميكي غيرخطي و وابسته به زمان است كه بررسي نتايج حاصل از آن مثل نفوذ و ميزان انرژي جذب شده و طول خسارت درجسم ضربه خورده و ... آن براي سازه هاي دريايي بافرمولهاي تجربي زيادي از قديم تا به حال بيان شده است. در اين مقاله با استفاده از روش اجزا محدود و يك نوع مدلسازي خاص (رايج) دو اثر بسيار مهم، سرعت كشتي ضربه زننده و زاويه برخورد، روي ميزان خسارت يك كشتي خاص بحث و بررسي مي گردد و نتايجي كه از آن تحليل ها بدست مي آيد مي تواند با معادلات تجربي كه ازقبل بيان شده و نتايج واقعي، مقايسه شود و سرانجام با برداشت مناسب، آن دستاوردها را به طور كاربردي درطراحي سازه ها بكاربرد و پيشنهادات جهت بررسي موارد ديگر نيز در آخر مطرح ميشود.

در اين مقاله، ابتدا به معرفي كلي شناورهاي چهاربدنه (كوادريماران) پرداخته شده و سپس با ساير شناورهاي چندبدنه مقايسه مي شود. همچن ين انواع اين نوع از شناورها مورد بررسي قرار گرفته و نمونه هاي مختلف آنها مرور مي شود. در ادامه موسسات رده بندي كه قوانين طراحي و ساخت اين نوع شناور را تدوين كرده و اين نوع شناور را تاييد مي كنند معرفي شده اند. سپس به بررسي هيدرواستاتيكي و هيدروديناميكي شناورهاي چند بدنه پرداخته شده و در نهايت مقاومت موج براي فرم هاي مختلف كوادريماران مشخص شده و نيز با ساير شناورهاي چند بدنه مقايسه مي شود.

بطور معمول شناورهاي كاتاماران داراي نيم بدنه هاي بصورت موازي با هم مي باشند. در اين مقاله تاثيرات نيم بدنه هاي غير موازي بر نيروي پسا (درگ) شناوركاتاماران بصورت تجربي بررسي مي شود. يك مدل شناور كاتاماران ساخته شده و در حوضچه كشش آزمايشگاه مهندسي دريا - دانشگاه صنعتي شريف آزمايش شده است. تستها در دو نسبت طول به فاصله بين نيم بدنه ها (L/S) انجام شده است. همچنين در هر نسبت L/S، نيم بدنه ها در چهار حالت غير موازي و يك حالت موازي نسبت بهم قرار داده شده و درگ بدست آمده در هر حالت با درگ حالت موازي مقايسه شده است. مشاهده شد كه در بعضي از حالات درگ كل از درگ نيم بدنه هاي موازي كمتر و در برخي از حالات نيز بيشتر شده است.

همزمان با گشتهاي تحقيقاتي مركز ملي اقيانوس شناسي در محدوده آبهاي خليج چابهار، كه در زمستان سال 1385 صورت پذيرفت، برخي از پارامترهاي فيزيكي آب، از جمله دما، ش وري و چگالي با استفاده از نيم رخ برداري توسطCTD  در لايه هاي مختلف مورد نمونه برداري و بررسي قرار گرفت. هدف اصلي اين مطالعه، شناخت و آگاهي يافتن از نحوه توزيع اين پارامترها، رسم نمودارهاي همبستگي، تحليل آماري اين پارامترها همراه با پارامترهاي هواشناسي و ارايه الگويي از گردش آب در اين منطقه با استفاده از روش آماري، آزمون طرح بلوكي كاملا تصادفي با زيرنمونه نامساوي (Randomized Complete Block Design) بوده است. نتايج حاصل از اين مطالعات نشان داد كه، دماي آب خليج چابهار در توزيع سطحي و عمقي چگالي آب اثر بيشتري نسبت به شوري آب دارد؛ آزمون آماري نيز نشان داد، گردش آب خليج چابهار در فصل زمستان چرخندي Cyclonic)) بوده است و همين طور زمان وقوع پديده فراجوشيUpwelling) ) در منطقه مورد مطالعه، دي و بهمن ماه مي باشد.

اين مقاله درباره ورق هاي طويل بدون تقويتي و تحت فشار است كه به بررسي عرض موثر آن مي پردازد. مفاهيم مورد مطالعه در اين مقاله، درباره بيشترين استحكام ورقها و توزيع تنش در المانهاي ورق، پس از كمانش و قبل از شكست و مفهوم عرض موثر براي تعريف سختي المان ورق، همان طور كه براي تئوريهاي شكست ورق هاي تقويت شده استفاده مي گردد، است. ارزيابي نهايي به توصيه هايي بر مبناي معادلاتي كه سال هاي قبل براي استحكام متوسط ورق بدون تنش توسعه يافته اند، منجر مي گردد. برخي پيشنهادات جهت تخمين استحكام سازه اي براي تعيين قابليت اعتماد سازه هاي انعطافپذير كه از طريق داده هاي آزمايشي به دست آمده است، ارايه شده است. با ذكر تاريخچه، خلاصه اي از كارهاي صورت گرفته توسط مهندسان هوافضا، راه و ساختمان و معماران دريايي بيان شده و ليستي از مهمترين فرمول هاي ارايه شده براي محاسبه عرض موثر و استحكام نهايي ورق ها علي الخصوص در صنعت دريايي، گردآوري شده است.

امواج دريا يكي از پديده هاي پيچيده اقيانوس ها هستند و معادلات حاكم بر اين امواج بخصوص در حالت هايي كه عبارت هاي غيرخطي نيز در نظر گرفته مي شوند، بسيار پيچيده مي باشند. از اين رو نقش موجسازها در شبيه سازي امواج در آزمايشگاه هاي دريايي بسيار مهم جلوه مي كند. در بيشتر آزمايش هاي مربوط به سازه هاي شناور و يا سازه هايي كه به بستر دريا متصل هستند و يا مطالعات مربوط به سواحل از حوضچه كشش كه در ابتداي آن يك موجساز قرار گرفته است، استفاده مي گردد.
حركت امواج، شرايط ايجاد آن ها و قدرت مورد نياز براي توليد امواج از روي تئوري خطي موج به خوبي تعيين مي گردد. از آنجاييكه تحليل امواج منظم، ساده تر و امكان پذيرتر است معمولا امواج از نوع منظم در نظر گرفته شده و سپس امواج نامنظم از تركيب اين گونه امواج بدست مي آيند. در اين مقاله به بررسي و تشريح عملكرد موجساز لولايي و همچنين نحوه ا يجاد امواج منظم در آب هاي عميق پرداخته مي شود.

در ساليان اخير حركت تازه اي در صنايع دريايي در زمينه تعيين وضعيت حد نهايي (Ultimate Limit State) سازه ها صورت گرفته است كه به دنبال آن استحكام نهايي (Ultimate Strength) به عنوان معيار طراحي سازه ها مدنظر قرار گرفته است. در اين مقاله مروري بر تحقيقات اخير در زمينه استحكام نهايي ورق ها و ورق هاي تقو يت شده (به عنوان مهم ترين المان ها ي سازه اي در كشتي) صورت گرفته است. روش هاي به كار رفته در تحليل استحكام نهايي، موضوعات مورد استقبال محققين و افق هاي تحقيقاتي پيش رو در زمينه اين از جمله مواردي است كه در اين تحقيق به آنها توجه شده است.

در اين مقاله به بررسي و توضيح يك روش ساده و عملي براي پيش بيني حركات يك جسم شناور متقارن تحت اثر امواج نامنظم پرداخته شده است. در اين راستا با استفاده از تئوري نواري خصوصيات هيدرودينام يكي جسم شناور شامل جرم افزوده و ميرايي محاسبه مي گردند. از آنجايي كه نيروي موج دارد بر بارج با دامنه موج نسبت مستقيم دارد، توابع تبديل حركت خطي (RAO) قابل استخراج مي باشند. با استفاده از تابع تبديل هر درجه آزادي و همچنين توصيف امواج نامنظم به وسيله طيف موج، طيف هاي پاسخ محاسبه مي گردند كه پاسخ احتمالاتي بارج از آنها قابل استخراج است.

يكي از مراحل مهم در طراحي شناورها، محاسبه نيروي مقاومت بدنه شناور مي باشد. زيرا انتخاب سيستم رانش مناسب و بهينه بر اساس آن صورت مي گيرد. امروزه استفاده از روشهاي عددي براي محاسبه مقاومت شناور به شاخه اي از علم مهندسي دريا تبديل شده است. اگر چه اين روش نسبت به آزمايش مدل دقت و اعتبار كمتري دارد، اما مي توان در مراحل اوليه طراحي از آن استفاده كرد. در اين مقاله سعي مي شود سطح آزاد و جريان اطراف بدنه مدل يك شناور كاتاماران به روش عددي مدل سازي شده و مقاومت بدنه آن محاسبه شود. مدلسازي با استفاده از نرم افزار فلوئنت و براي پنج سرعت مختلف انجام مي شود. در انتها نتايج حل عددي با نتايج آزمايش مدل كه در آزمايشگاه مهندسي دريا دانشگاه صنعتي شريف انجام شده است، مقايسه مي شود. نتايج نشان مي دهد كه مقاومت بدست آمده از روش عددي در سرعتهاي بالا خطاي زيادي نسبت به مقاومت حاصل از آزمايش مدل دارد.

در اين تحقيق، شبيه سازي عددي ميدان جريان تراكم ناپذير در محدوده اعداد رينولدز مختلف با استفاده از روش تراكم پذيري مصنوعي انجام شده است. براي اين منظور، معادلات ناوير - استوكس كامل در حالت تراكم ناپذير در مختصات عمومي منحني الخط مدنظر قرار گرفته و جهت حل عددي اين معادلات از روش ضمني و فاكتورگيري شده بيم - وارمينگ استفاده شده است. روش تراكم پذيري مصنوعي براي تحليل جريانهاي تراكم ناپذير به عنوان يك روش موثر مطرح است. در اين روش، با اضافه نمودن عبارت مجازي فشار در معادله پيوستگي، معادلات پيوستگي و ممنتوم به طور موثر با هم كوپل شده و ميدان سرعت و فشار بطور همزمان حل ميگردند. ويژگي اساسي روش حاضر، قابليت حل جريان لزج در محدوده اعداد رينولدز مختلف بوده به طوريكه حتي جريانهاي خزشي نيز با دقت بسيار خوب قابل محاسبه مي باشند. براي شبيه سازي جريان آشفته در اعداد رينولدز از مدل جبري دولايه اي بالدوين - لومكس استفاده شده است. جهت نشان دادن صحت و دقت الگوريتم حاضر، مسايل مختلفي از جريانهاي داخلي و خارجي، نظير جريان آرام درون حفره، جريان آرام حول استوانه و جريان آشفته حول هيدروفويل در زواياي مختلف حمله، حل شده و نتايج حاصل با نتايج عددي و تجربي قابل دسترس مقايسه و مورد ارزيابي قرار گرفته است.

در اين مقاله به مدلسازي جريان مغشوش تراكم ناپذير سه بعدي اطراف يك سيلندر استوانه اي با استفاده از روش شبيه سازي گردابه هاي بزرگ، LES، پرداخته شده است. در اين شبيه سازي از مدل اسماگورينسكي با ضريب C_s=0.1 استفاده شده است. همچنين عدد رينولدز مورد مطالعه برابر 3900 ميباشد كه بر مبنا ي قطر استوانه D و سرعت جريان آزاد _∞U تعريف شده است. در نهايت نتايج بدست آمده (توزيع ضريب فشار اطراف استوانه، ضريب درگ، عدد استروهال و ...) با نتايج آزمايشگاهي و روش شبيه سازي مستقيم عددي DNS مقايسه شده است.